電機及其控制實驗指導書

1、第1章 電機及電氣技術(shù)實驗的基本要求和安全操作規(guī)程1-1 實驗的基本要求 電機及電氣技術(shù)實驗課的目的在于培養(yǎng)學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學生學會根據(jù)實驗目的，實驗內(nèi)容及實驗設備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數(shù)據(jù)，進行分析研究，得出必要結(jié)論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好實驗?，F(xiàn)按實驗過程提出下列基本要求。 一、實驗前的準備 實驗前應復習教科書有關(guān)章節(jié)，認真研讀實驗指導書,了解實驗目的、 項目、方法與步驟，明確實驗過程中應注意的問題(有那些內(nèi)容可到實驗室對照實驗預習，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等)，并按照實驗項目準備記錄抄表等。

2、 實驗前應寫好預習報告,經(jīng)指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，方可開始作實驗。 認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)同學獨立工作能力，提高實驗質(zhì)量和保護實驗設備都是很重要的。 二、實驗的進行 1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行,每組由23人組成，實驗進行中的接線、調(diào)節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作協(xié)調(diào)，記錄數(shù)據(jù)準確可靠。 2、選擇組件和儀表 實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機銘牌和選擇儀表量程，然后依次排列組件和儀表便于測取數(shù)據(jù)。 3、按圖接線 根據(jù)實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按接線原則是先接串聯(lián)主回路，

3、再接并聯(lián)支路。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導線或插頭。 4、起動電機，觀察儀表 在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后按一定規(guī)范起動電機，觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿量程等)。如果出現(xiàn)異常，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。 5、測取數(shù)據(jù) 預習時對電機的試驗方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實驗時,根據(jù)實驗步驟逐次測取數(shù)據(jù)。 6、認真負責，實驗有始有終 實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指導教師審閱。經(jīng)指導教師認可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導線及儀器等物品整理好。 三、實驗報告 實驗報告是根據(jù)實測數(shù)據(jù)和在實驗中觀察和發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過自

4、己分析研究或分析討論后寫出的心得體會。 實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確。 實驗報告包括以下內(nèi)容： 1) 實驗名稱、專業(yè)班級、學號、姓名、實驗日期、室溫。 2) 列出實驗中所用組件的名稱及編號，電機銘牌數(shù)據(jù)(PN、UN、IN、nN）等。 3) 列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻器阻值，電源端編號等。 4) 數(shù)據(jù)的整理和計算 5) 按記錄及計算的數(shù)據(jù)用坐標紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cm×8cm，曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點仍按實際數(shù)據(jù)標出。 6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進行計算和分析，說明實驗結(jié)果與理論是否符合，可對某些問題提出一

5、些自己的見解并最后寫出結(jié)論。實驗報告應寫在一定規(guī)格的報告紙上，保持整潔。 7) 每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導教師批閱。1-2 實驗安全操作規(guī)程為了按時完成電力系統(tǒng)繼電保護實驗，確保實驗時人身安全與設備安全，要嚴格遵守如下規(guī)定的安全操作規(guī)程。1)實驗時，人體不可接觸帶電線路和帶電體。2)接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。3)學生獨立完成接線或改接線路后必須經(jīng)指導教師檢查和允許，并使組內(nèi)其它同學引起注意后方可接通電源。實驗中如發(fā)生事故，應切斷電源，經(jīng)查清問題和妥善處理故障后，才能繼續(xù)進行實驗。4)通電前應先檢查所有儀表量程是否符合要求，是否有短路回路存在，以免損壞儀表或電源。5

6、)總電源或?qū)嶒炁_控制屏上的電源應由實驗指導老師來控制，其他人員只能經(jīng)指導老師允許后方可操作，不得自行合閘。第2章 直流電機實驗2-1 直流電機及常用組件的使用 一、實驗目的 1、學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、認識在直流電機實驗中所用的電機、儀表、變阻器等組件及使用方法。 3、熟悉他勵電動機(即并勵電動機按他勵方式)的接線、起動、改變電機轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。 二、預習要點 1、如何正確選擇使用儀器儀表。特別是電壓表電流表的量程。 2、直流電動機起動時，為什么在電樞回路中需要串接起動變阻器? 不串接會產(chǎn)生什么嚴重后果? 3、直流電動機起動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應調(diào)至什么位置?

7、為什么? 若勵磁回路斷開造成失磁時,會產(chǎn)生什么嚴重后果? 4、直流電動機調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。 三、實驗項目 1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機的使用方法。 2、用伏安法測直流電動機和直流發(fā)電機的電樞繞組的冷態(tài)電阻。 3、直流他勵電動機的起動、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。 四、實驗設備及控制屏上掛件排列順序1、實驗設備 序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機1 臺3DJ15直流并勵電動機1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2 件5D42三相可調(diào)電阻器1 件6D44可調(diào)電阻器、

8、電容器1 件7D51波形測試及開關(guān)板1 件8D41三相可調(diào)電阻器1 件 2、控制屏上掛件排列順序 D31、D42、D41、D51、D31、D44 五、實驗說明及操作步驟 1、由實驗指導人員介紹DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)實驗裝置各面板布置及使用方法，講解電機實驗的基本要求，安全操作和注意事項。 2、用伏安法測電樞的直流電阻圖2-1 測電樞繞組直流電阻接線圖 （1）按圖2-1接線，電阻R用D44上1800和180串聯(lián)共1980阻值并調(diào)至最大。A表選用D31直流、毫安、安培表，量程選用5A檔。開關(guān)S選用D51掛箱。 （2）經(jīng)檢查無誤后接通電樞電源，并調(diào)至220V。調(diào)節(jié)R使電樞電流達到0.2A（如果

9、電流太大，可能由于剩磁的作用使電機旋轉(zhuǎn)，測量無法進行；如果此時電流太小，可能由于接觸電阻產(chǎn)生較大的誤差），迅速測取電機電樞兩端電壓U和電流I。將電機分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測取U、I三組數(shù)據(jù)列于表2-1中。 表2-1 室溫 序號U（V）I（A）R（ 平均）（）Ra（）Raref（）1Ra11=Ra1=Ra12=Ra13=2Ra21=Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31=Ra3=Ra32=Ra33=（3）增大R使電流分別達到0.15A和0.1A，用同樣方法測取六組數(shù)據(jù)列于表2-1中。 取三次測量的平均值作為實際冷態(tài)電阻值表中： （4）計算基準工作溫度時的電樞電阻 由實驗直接測得電樞繞

10、組電阻值，此值為實際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫。按下式換算到基準工作溫度時的電樞繞組電阻值： 式中Raref 換算到基準工作溫度時電樞繞組電阻。（）。 Ra電樞繞組的實際冷態(tài)電阻。（）。 ref 基準工作溫度，對于E級絕緣為75 。 a實際冷態(tài)時電樞繞組的溫度。（） 3、直流儀表、轉(zhuǎn)速表和變阻器的選擇 直流儀表、轉(zhuǎn)速表量程是根據(jù)電機的額定值和實驗中可能達到的最大值來選擇，變阻器根據(jù)實驗要求來選用，并按電流的大小選擇串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的接法。 （1）電壓量程的選擇 如測量電動機兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。 （2）電流量程的選擇 因為直流并勵電動機的額定電流為1.2

11、A，測量電樞電流的電表A3可選用直流電流表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，電流表A1選用200mA量程檔。 （3）電機額定轉(zhuǎn)速為1600r/min，轉(zhuǎn)速表選用1800r/min量程檔。 （4）變阻器的選擇 變阻器選用的原則是根據(jù)實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定，電樞回路R1可選用D44掛件的1.3A的90與90串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的0.41A的900與900串聯(lián)電阻。 4、直流他勵電動機的起動準備 按圖2-2接線。圖中直流他勵電動機M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min,

12、額定勵磁電流IfN0.16A。校正直流測功機MG作為測功機使用，TG為測速發(fā)電機。直流電流表選用D31。Rf1用D44的1800阻值作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。Rf2選用D42的1800阻值的變阻器。作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用D44的180阻值作為直流他勵電動機的起動電阻，R2選用D41的90電阻6只串聯(lián)和D42的900與900并聯(lián)電阻相串聯(lián)作為MG的負載電阻。 接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。 5、他勵直流電動機起動步驟（1）檢查按圖2-2的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機勵磁回路接線是否牢靠。然后，將電動機電樞串聯(lián)起動電阻R1、

13、測功 圖22 直流他勵電動機接線圖 機MG的負載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S，并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，作好起動準備。 （2）開啟控制屏上的電源總開關(guān)，按下其上方的“開”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關(guān)，觀察M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān)，使M起動。 （3）M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應為正向偏轉(zhuǎn) ，若不正確，可撥動轉(zhuǎn)速表上正、反向開關(guān)來糾正。調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使電動機端電壓為220伏。減小起動電阻 R1阻值，直

14、至短接。 （4）合上校正直流測功機MG的負載開關(guān)S，調(diào)節(jié)R2 阻值，使MG的負載電流IF 改變，即直流電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩T2 改變（按不同的IF值，查對應于If2=100mA時的校正曲線T2=f(IF)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T2值）。 （5）調(diào)節(jié)他勵電動機的轉(zhuǎn)速 分別改變串入電動機M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1和勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。 （6）改變電動機的轉(zhuǎn)向 將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關(guān)，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關(guān)，使他勵電動機停機。在斷電情況下，將電樞（或勵磁繞組）的兩端接線對調(diào)后，再按他勵電動機的起動步驟起動電動機，并觀察電

15、動機的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。 六、注意事項 1、直流他勵電動機起動時，須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)至最小，先接通勵磁電源,使勵磁電流最大,同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大,然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將起動電阻R1調(diào)至零，使電機正常工作。 2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調(diào)回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)回到最小值。給下次起動作好準備。 3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。 4、若要測量電動機的轉(zhuǎn)矩T2 ，必須將校正直流測功機MG的勵磁電流調(diào)整到校正值：100mA，以便從校

16、正曲線中查出電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩。 七、實驗報告 1、畫出直流他勵電動機電樞串電阻起動的接線圖。說明電動機起動時，起動電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1應調(diào)到什么位置?為什么? 2、在電動機輕載及額定負載時，增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電機的轉(zhuǎn)速如何變化？增大勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻，轉(zhuǎn)速又如何變化？ 3、用什么方法可以改變直流電動機的轉(zhuǎn)向？ 4、為什么要求直流他勵電動機磁場回路的接線要牢靠？起動時電樞回路必須串聯(lián)起動變阻器？ 2-2直流發(fā)電機 一、實驗目的 1、掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的各種運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被試電機的有關(guān)性能。 2、通過實驗觀察并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。 二、預

17、習要點 1、什么是發(fā)電機的運行特性？在求取直流發(fā)電機的特性曲線時，哪些物理量應保持不變，哪些物理量應測取。 2、做空載特性實驗時，勵磁電流為什么必須保持單方向調(diào)節(jié)？ 3、并勵發(fā)電機的自勵條件有哪些？當發(fā)電機不能自勵時應如何處理？ 4、如何確定復勵發(fā)電機是積復勵還是差復勵？ 三、實驗項目 1、他勵發(fā)電機實驗 （1）測空載特性 保持n=nN使IL=0，測取U0=f（If）。 （2）測外特性 保持n=nN使If=IfN ，測取U=f（IL）。 （3）測調(diào)節(jié)特性 保持n=nN使U=UN，測取If=f（IL）。 2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程 （2）測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=

18、f（IL）。 3、復勵發(fā)電機實驗 積復勵發(fā)電機外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù)，測取Uf（IL）。 四、實驗設備及掛件排列順序1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機1 臺3DJ13直流復勵發(fā)電機1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調(diào)電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關(guān)板1 件7D42三相可調(diào)電阻器1 件 2、屏上掛件排列順序 D31、D44、D31、D42、D51 五、實驗方法 1、他勵直流發(fā)電機 圖23直流他勵發(fā)電機接線圖 按圖2-3接線。圖中直流發(fā)電機G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，IN0

19、.5A，nN1600r/min。校正直流測功機MG作為G的原動機（按他勵電動機接線）。MG、G及TG由聯(lián)軸器直接連接。開關(guān)S選用D51組件。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的900變阻器，并采用分壓器接法。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機的負載電阻選用D42，采用串并聯(lián)接法（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)），阻值為2250。當負載電流大于0.4 A時用并聯(lián)部分，而將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。 （1）測空載特性 1）把發(fā)電機G的負載開關(guān)S打開，接通控制屏上的勵磁電源開關(guān)，將Rf2調(diào)至使G勵磁電壓最

20、小的位置。 2）使MG電樞串聯(lián)起動電阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵磁電源開關(guān)，在觀察到MG的勵磁電流為最大的條件下，再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，起動直流電動機MG，其旋轉(zhuǎn)方向應符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3）電動機MG起動正常運轉(zhuǎn)后，將MG電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至最小值 ，將MG的電樞電源電壓調(diào)為220V，調(diào)節(jié)電動機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機轉(zhuǎn)速達額定值，并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。 4）調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達U01.2UN為止。 5）在保持n=nN1600r/min條件下，從U01.2UN 開始，單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf

21、2使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，每次測取發(fā)電機的空載電壓U0和勵磁電流If，直至If0（此時測得的電壓即為電機的剩磁電壓）。 6）測取數(shù)據(jù)時U0UN和If0兩點必測，并在U0UN 附近測點應較密。 7）共測取78組數(shù)據(jù)，記錄于表2-2中表2-2 n=nN1600r/min IL=0U0（V）If（mA） （2）測外特性 1）把發(fā)電機負載電阻R2調(diào)到最大值，合上負載開關(guān)S。 2）同時調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的分壓電阻Rf2 和負載電阻R2使發(fā)電機的ILIN，UUN，n=nN，該點為發(fā)電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額定勵磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。 3）在保持n=nN和IfIfN 不變

22、的條件下，逐次增加負載電阻R2，即減小發(fā)電機負載電流IL，從額定負載到空載運行點范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，直到空載（斷開開關(guān)S，此時IL=0），共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-3中。表2-3 nnN r/min IfIfN mAU（V）IL（A） （3）測調(diào)整特性 1）調(diào)節(jié)發(fā)電機的分壓電阻Rf2，保持n=nN，使發(fā)電機空載達額定電壓。 2）在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負載開關(guān)S，調(diào)節(jié)負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流IL，同時相應調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流If，使發(fā)電機端電壓保持額定值UUN。 3）從發(fā)電機的空載至額定負載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的輸出電流IL和勵磁電流If，共取5-6

23、組數(shù)據(jù)記錄于表2-4中。表2-4 n=nN r/min UUN VIL（A）If（mA） 2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程 1）按實驗2-1六中注意事項2使電機MG停機，在斷電的條件下將發(fā)電機G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖2-4所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調(diào)至最大阻值，打開開關(guān)S。 2）按實驗2-1六中注意事項1起動電動機，調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n=nN，用直流電壓表量發(fā)電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進行充磁。 3）合上開關(guān)S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)電機電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建壓，將勵磁

24、回路的兩個端頭對調(diào)聯(lián)接即可。 4）對應著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)電機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時的轉(zhuǎn)速即為臨界轉(zhuǎn)速。 （2）測外特性圖24直流并勵發(fā)電機接線圖 1）按圖2-4接線。調(diào)節(jié)負載電阻R2到最大,合上負載開關(guān)S。 2）調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流三者均達額定值，即n=nN，U=UN，IL=IN。 3）保持此時Rf2的值和n=nN不變，逐次減小負載，直至IL=0，從額定到空載運行范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL。4）共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表2-5中。表2-5 nnN r/min R

25、f2常值 U（V） IL（A）3、復勵發(fā)電機實驗 （1）積復勵和差復勵的判別 1）接線如圖2-5所示，Rf2選用D42的1800阻值。C1、C2為串勵繞組。 2）合上開關(guān)S1將串勵繞組短接，使發(fā)電機處于并勵狀態(tài)運行，按上述并勵發(fā)電機外特性試驗方法，調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電流IL=0.5IN。 3）打開短路開關(guān)S1,在保持發(fā)電機n, Rf2 和R2 不變的條件下,觀察發(fā)電機端電壓的變化,若此時電壓升高即為積復勵,若電壓降低則為差復勵。圖25直流復勵發(fā)電機接線圖 4）如要把差復勵發(fā)電機改為積復勵 ,對調(diào)串勵繞組接線即可。 （2）積復勵發(fā)電機的外特性 1）實驗方法與測取并勵發(fā)電機的外特性相同。先將發(fā)電機調(diào)到

26、額定運行點，n=nN，U=UN，IL=IN。 2）保持此時的Rf2 和n=nN不變，逐次減小發(fā)電機負載電流，直至IL=0。 3）從額定負載到空載范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-6中。 表2-6 nnN r/min Rf2常數(shù)U（V） IL（A） 五、注意事項 1、直流電動機MG起動時，要注意須將R1調(diào)到最大，Rf1調(diào)到最小，先接通勵磁電源，觀察到勵磁電流If1為最大后，接通電樞電源，MG起動運轉(zhuǎn)。起動完畢，應將R1調(diào)到最小。 2、做外特性時，當電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調(diào)至零并用導線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。 六、實驗報告 1、根據(jù)空載

27、實驗數(shù)據(jù),作出空載特性曲線,由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分數(shù)。 2、在同一座標紙上繪出他勵、并勵和復勵發(fā)電機的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率： 并分析差異原因。 3、繪出他勵發(fā)電機調(diào)整特性曲線，分析在發(fā)電機轉(zhuǎn)速不變的條件下，為什么負載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。 七、思考題 1、并勵發(fā)電機不能建立電壓有哪些原因？ 2、在發(fā)電機一電動機組成的機組中，當發(fā)電機負載增加時，為什么機組的轉(zhuǎn)速會變低？為了保持發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n=nN，應如何調(diào)節(jié)？2-3直流并勵電動機 一、實驗目的 1、掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。 2、

28、掌握直流并勵電動機的調(diào)速方法。 二、預習要點 1、什么是直流電動機的工作特性和機械特性？ 2、直流電動機調(diào)速原理是什么？ 三、實驗項目 1、工作特性和機械特性 保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、=f（Ia）、n=f（T2）。 2、調(diào)速特性 （1）改變電樞電壓調(diào)速 保持U=UN、If=IfN=常數(shù)，T2=常數(shù)，測取n=f（Ua）。 （2）改變勵磁電流調(diào)速 保持U=UN，T2=常數(shù)，測取n=f（If）。 （3）觀察能耗制動過程 四、實驗方法 1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、

29、毫安、電流表2件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D44可調(diào)電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并勵電動機的工作特性和機械特性 1）按圖2-6接線。校正直流測功機 MG按他勵發(fā)電機連接，在此作為直流電動機M的負載，用于測量電動機的轉(zhuǎn)矩和輸出功率。Rf1選用D44的1800阻值。Rf2 選用D42的900串聯(lián)900共1800阻值。R1用D44的180阻值。R2選用D42的900串聯(lián)900再加900并聯(lián)900共2250阻值。圖26 直流并勵電動機接線圖 2）將直流并勵電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R1

30、調(diào)至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關(guān)使其起動，其旋轉(zhuǎn)方向應符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，調(diào)節(jié)校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值（50mA或100 mA），再調(diào)節(jié)其負載電阻R2和電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電動機達到額定值：UUN，IIN，nnN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。 4）保持UUN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電機的負載電流IF（由校正曲線查出電動機輸出對應轉(zhuǎn)矩T2）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-7中。表2

31、7 UUN V If=IfN= mA If2= mA 實驗數(shù)據(jù)Ia（A）n（r/min）IF（A）T2（N·m）計算數(shù)據(jù)P2（W）P1（W）（） n（） 4、調(diào)速特性 （1）改變電樞端電壓的調(diào)速 1）直流電動機M運行后，將電阻R1調(diào)至零，If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，I=0.5IN，IfIfN記下此時MG的IF值。 2）保持此時的IF值（即T2值）和IfIfN不變，逐次增加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R1從零調(diào)至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。 3）共取數(shù)據(jù)8-9組，記錄于表2-8中表28 IfIf

32、N mA T2 N·mUa（V）n（r/min）Ia（A） （2）改變勵磁電流的調(diào)速 1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零，將MG的磁場調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=UN，I0.5IN記下此時的IF值。2）保持此時MG的IF值（T2值）和M的UUN不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取 78組記錄于表29中。表29 UUN V T2 N·mn（r/min）If（mA）Ia（A） （3）能耗制動1）實驗設備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測

33、速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、毫安、安培表2件5D41三相可調(diào)電阻器1件6D42三相可調(diào)電阻器1件7D44可調(diào)電阻器、電容器1件8D51波形測試及開關(guān)板 1件 2）屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D41、D31、D44 3）按圖2-7接線，先把S1合向2端，合上控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，把M的Rf1調(diào)至零，使電動機的勵磁電流最大。 4）把M的電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大，把S1合至電樞電源，使電動機起動，能耗制動電阻RL選用D41上180阻值。 5）運轉(zhuǎn)正常后，從S1任一端拔出一根導線插頭，使電樞開路。由于電樞開路，

34、電機處于自由停機，記錄停機時間。 圖27并勵電動機能耗制動接線圖 6）重復起動電動機，待運轉(zhuǎn)正常后，把S1合向RL端，記錄停機時間。7）選擇RL不同的阻值，觀察對停機時間的影響。 五、實驗報告 1、由表2-7計算出P2和，并給出n、T2、f（Ia）及nf（T2）的特性曲線。 電動機輸出功率： P20.105nT2 式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正曲線T2=f（IF）查得），轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。 電動機輸入功率： P1=UI 輸入電流： I=Ia+IfN 電動機效率： 由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率： 2、繪出并勵電動機調(diào)速特性曲線nf（Ua）和n=f（If）。分析在恒轉(zhuǎn)

35、矩負載時兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點。 3、能耗制動時間與制動電阻RL的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動方法有什么缺點？ 六、思考題 1、并勵電動機的速率特性nf（Ia）為什么是略微下降？是否會出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？ 2、當電動機的負載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端電壓，為什么會引起電動機轉(zhuǎn)速降低？ 3、當電動機的負載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？ 4、并勵電動機在負載運行中，當磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛車”？為什么？第三章 變壓器實驗3-1單相變壓器一、實驗目的 1、通過空載和短路實驗測定變壓器的

36、變比和參數(shù)。 2、通過負載實驗測取變壓器的運行特性。二、預習要點 1、變壓器的空載和短路實驗有什么特點？實驗中電源電壓一般加在哪一方較合適？ 2、在空載和短路實驗中，各種儀表應怎樣聯(lián)接才能使測量誤差最??？ 3、如何用實驗方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。三、實驗項目 1、空載實驗 測取空載特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cos0=f(U0)。 2、短路實驗 測取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosK=f(IK)。 3、負載實驗 （1）純電阻負載 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。 （2）阻感性負載 保持U1=UN，cos2=0.8的條件下，測取U

37、2=f(I2)。四、實驗方法1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D43三相可調(diào)電抗器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43圖3-1 空載實驗接線圖 3、空載實驗 1）在三相調(diào)壓交流電源斷電的條件下，按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電

38、源，高壓線圈A、X開路。2）選好所有電表量程。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底，即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3）合上交流電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，便接通了三相交流電源。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UN ，然后逐次降低電源電壓，在1.20.2UN 的范圍內(nèi)，測取變壓器的U0、I0、P0。 4）測取數(shù)據(jù)時，U=UN點必須測，并在該點附近測的點較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。5）為了計算變壓器的變比，在UN以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。 表3-1序號實 驗 數(shù) 據(jù)計算數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos0 4

39、、短路實驗 1）按下控制屏上的“關(guān)”按鈕，切斷三相調(diào)壓交流電源，按圖3-2接線（以后每次改接線路，都要關(guān)斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。 圖3-2 短路實驗接線圖2）選好所有電表量程，將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN 為止，在(0.21.1)IN范圍內(nèi)測取變壓器的UK、IK、PK。4）測取數(shù)據(jù)時，IK=IN點必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()。表3-2 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UK（V）IK（A）PK（W）cosK 5、負載實驗 實驗線路如圖3-3

40、所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1和S2，接到負載電阻RL和電抗XL上。RL選用D42上900加上900共1800阻值，XL選用D43，功率因數(shù)表選用D34-3，開關(guān)S1和S2選用D51掛箱 圖3-3 負載實驗接線圖 （1）純電阻負載 1）將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，S1、S2打開，負載電阻值調(diào)到最大。 2）接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN。 3）保持U1=UN，合上S1，逐漸增加負載電流，即減小負載電阻RL的值，從空載到額定負載的范圍內(nèi)，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。 4）測取數(shù)據(jù)時，I2=0和I2=I2N=0.35A必測，共取數(shù)據(jù)6-7

41、組，記錄于表3-3中。表3-3 cos2=1 U1=UN= V序 號U2（V）I2（A） （2）阻感性負載（cos2=0.8） 1）用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負載，S1、S2打開，電阻及電抗值調(diào)至最大。 2）接通交流電源，升高電源電壓至U1=U1N 3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cos2=0.8條件下，逐漸增加負載電流，從空載到額定負載的范圍內(nèi)，測取變壓器U2和I2。 4）測取數(shù)據(jù)時，其I2=0，I2=I2N兩點必測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中。 表3-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 號U2（V）I2（A）五、注意事項1、在變壓器實驗中，應注意電壓表、電流表、

42、功率表的合理布置及量程選擇。 2、短路實驗操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。六、實驗報告 1、計算變比 由空載實驗測變壓器的原副方電壓的數(shù)據(jù)，分別計算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。 K=UAX/Uax 2、繪出空載特性曲線和計算激磁參數(shù) （1）繪出空載特性曲線U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中： （2）計算激磁參數(shù) 從空載特性曲線上查出對應于U0=UN時的I0和P0值，并由下式算出激磁參數(shù) 3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù) （1）繪出短路特性曲線UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。 （2）計算短路參數(shù) 從短路特性曲線上查出對應

43、于短路電流IK=IN時的UK和PK值由下式算出實驗環(huán)境溫度為()時的短路參數(shù)。 折算到低壓方 由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應按國家標準換算到基準工作溫度75時的阻值。 式中：234.5為銅導線的常數(shù),若用鋁導線常數(shù)應改為228。 計算短路電壓(阻抗電壓)百分數(shù) IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK75 4、利用空載和短路實驗測定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。 5、變壓器的電壓變化率 （1）繪出cos2=1和 cos2=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計算出I2=I2N 時的電壓變化率 （2）根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出I2=I2N、c

44、os2=1和I2=I2N、cos2=0.8時的電壓變化率u。 將兩種計算結(jié)果進行比較,并分析不同性質(zhì)的負載對變壓器輸出電壓U2的影響。 6、繪出被試變壓器的效率特性曲線 (1)用間接法算出cos2=0.8不同負載電流時的變壓器效率,記錄于表3-5中。 式中： PKN為變壓器IK=IN時的短路損耗(W)； P0為變壓器U0=UN 時的空載損耗(W)。 為副邊電流標么值 表3-5 cos2=0.8 P0= W PKN= WI*2P2(W)0.20.40.60.81.01.2 (2)由計算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線=f(I*2)。 (3)計算被試變壓器=max時的負載系數(shù)m。 3-2 三相變壓器一、實驗目的 1、通過空載和短路實驗，測定三相變壓器的變比和參數(shù)。 2、通過負載實驗，測取三相變壓器的運行特性。二、預習要點 1、如何用雙瓦特計法測三相功率，空載和短路實驗應如何合理布置儀表。 2、三相心式變壓器的三相空載電流是否對稱，為什么？ 3、如何測定三相變壓器的鐵耗和銅耗。 4、變壓器空載和短路實驗時應注意哪些問題？一般電源應加在哪一方比較合適？三、實驗項目 1、測定變比 2、空載實驗 測取空載特性U0L=f(I0L)，P0=f(U0L), cos0=f(U0L)。 3、短路實驗 測取短路特性UKL=f(IKL)，PK=f(IK